Los cohetes del motor, tanto si forman parte de un propulsor masivo o de un dispositivo de baja propulsión usado para el ajuste de la estabilidad de la órbita del satélite, operan bajo el principio de que la masa es acelerada y expulsada, creando así una fuerza de reacción de acuerdo con la tercera ley de Newton. El cohete es por lo tanto un recipiente de materia y energía. La materia, que originalmente descansa en el recipiente, se transforma en un gas liberando energía cinética. Este gas escapa a través de la tobera a gran velocidad mientras que el resto de materia no gaseosa del cohete sufre un cambio de momento, resultando una fuerza de reacción.
Empuje del cohete
Una ecuación para la propulsión del cohete puede ser obtenida a partir de un sistema de dos elementos: un cohete de masa m y un gas de masa dm que abandona el cohete a través de la tobera. El momento neto de estos dos elementos combinados puede ser expresado por la siguiente ecuación:
Donde N es el momento neto, v la velocidad del cohete y vees la velocidad relativa del gas que abandona la tobera.
La reducción dinámica en la masa del cohete correspondiente al incremento proporcional del gas puede expresarse como
Asumiendo que la velocidad de escape ve es constante, la aceleración de los gases a través de la tobera es cero; así
El momento neto puede ser derivado con respecto al tiempo y el resultado igualado a cero. Y considerando que dm es muy pequeña y en el límite tiende a cero, y aplicando las dos ecuaciones anteriores, obtenemos:
La primera parte de la ecuación anterior puede ser considerada como una fuerza de reacción F que actúa sobre el cohete, por lo que la ecuación la podemos reescribir como:
El signo negativo refleja el hecho de que la corriente de gas es interpretada como un número positivo y la velocidad de escape y la fuerza de reacción actúan en direcciones opuestas.
Empuje del cohete
Una ecuación para la propulsión del cohete puede ser obtenida a partir de un sistema de dos elementos: un cohete de masa m y un gas de masa dm que abandona el cohete a través de la tobera. El momento neto de estos dos elementos combinados puede ser expresado por la siguiente ecuación:
Donde N es el momento neto, v la velocidad del cohete y vees la velocidad relativa del gas que abandona la tobera.
La reducción dinámica en la masa del cohete correspondiente al incremento proporcional del gas puede expresarse como
Asumiendo que la velocidad de escape ve es constante, la aceleración de los gases a través de la tobera es cero; así
El momento neto puede ser derivado con respecto al tiempo y el resultado igualado a cero. Y considerando que dm es muy pequeña y en el límite tiende a cero, y aplicando las dos ecuaciones anteriores, obtenemos:
La primera parte de la ecuación anterior puede ser considerada como una fuerza de reacción F que actúa sobre el cohete, por lo que la ecuación la podemos reescribir como:
El signo negativo refleja el hecho de que la corriente de gas es interpretada como un número positivo y la velocidad de escape y la fuerza de reacción actúan en direcciones opuestas.
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